Kielyachten können nicht kentern - so die weitlaufige Meinung, Das
Ge-genteil beweist der Fall einer J 24 aus Kiel: Die Crew schoB mit ihrem
Boot in den Wind; 10 Beaufort starke Böen drückten in die
ausge-baumte, nun backstehende Fock urid warfen die J 24 um. Die
„Fragi-le" blieb kleloben liegen (siehe Zeichnungen). Torsten Conradi aus
Hamburg weiB als Yachtkonstrukteur, dao Durchkenterungen
ohne selbsttatiges Aufrichten besonders bei breiten Booten vor- ^
kommen können.
Von Torsten Conradi
und Fridtjof Gunkel
J 2 4 i m K e n t e r t e s t : n u r 2 5 K i l o g r a m m a u f r i c h t e n d e K r a f t .
'achten haben Ballast kiele, damit sie nich kentern. Dennoch sine Durchkenterungen au: der Fachliteratur bekannt. ;Di( Kenterung einer Kielyacht is möglich, wenn die Yacht vor ei ner, groBen Welle, dem soge nannten Kaventsmann, ablauft querschlagt und von der Welli zunachst angehoben wird. Dei Mast wird dabei unter Wasse: gedriickt, und das Boot stolper regelrecht über Rigg und Segel Die Takelage verhindert darübe hinaus das Weitertreiben vor de Welle. Die relativ schneUe Dreh bewegung hat aber auch ih Gutes: Das Schiff kommt wie der hoch, da es weiterdrehl selbsttatig sozusagen, dem MaBnahmen der Crew sind da zu nicht erforderlich.
stabDei'iv'l^geii schrSg'-.segeln;; lassen;'.és aber'auch zum Ken-' ftèn^)tinn'gen 'f, können, jfsiricS |piièr<clargestellt ;ani,einer ^ J[24: ? fi'Drei' I<j-afte ;sind. von' Bedeu-! |,tüng;^Da3fsmd'>fG*ewichtskrafti*
Ö*gèlfi|fangreifende Windki-aft.' <|Man'.kannVsich.die dreiKitfte^ fjeweilslari) drèi Punkteh|an|
xgrcifénd'dénkén, und'zwar,'irh;) Auftriébsschwerpunkt;ünd im • ^'Segelschwerpunkt'.; ' • P | D i è M f e f t r i è b s f ö
pprichtHii'ihfeóGröBe' der Ge-'/ |wichtskrafïi'; ;da "ein* Körperi;: !|;\VasserHn'4demi'Gewicht'ver-> >^'drüngt,;; das,,^ei;. selbst,.wiégti': it^cliimedi^cnesj'PH^^ :|^|Mit;|huIl^Grad ;^I<ja IpègëÖïdiè'fSbêidènïiriim «:rëchiSwirkëhden;;Krafte >;(Gë^;
; 'Wichtskraf tM?;iind Auftriebs^:!^ i kraft)• auf einer vertikalen L i
-:;Kj-angt das'Bootvdurch;:den •'y/inddruck', • j . wandert ^ der ' 'Auftriebsschwerpünkt*'machi
;auJ3en,' da je'nach'Lage unter-, schiedliche 'Formen .jbintau-; chen imd.jbintau-; die Kraft, dadurch,,
der ; zweii Punkte • •ergibt 'sich, l eiii 'Hebelai-m. ,Der Hebelarm
bringtidasrBoot züm''Aufrich-, ' ten'oder lafit es' bei konstan- '
tem Wind!in einer gleichblei-' benden':;Schraglage ;segeln,''' Dieses sogenannte aufrichten- ' de'', Moment'steht m i t dem, . kringenden;' i;Moment', ' aus ' WindkiBft 'und-dem^-Hébel-; , arm ,',zwischen)-'. Segelschwer-':punkt und •'.' L^teralschwer-' • punkt '(liegt inetwa imoberen -'Drittef , des 'Jüels) in'.einem ', lalüsbalancièrten ;Zustand;.,' ^ , M a n • sieht;; ln':;'der';Zeich-/ f;nung,;^wie";,der,i;Hèbelarin:^
aufrichtendèn? MomentSi, bis zu einer bestirhmten.Lage'im-^ • mer'langer; w i r d ^ ^ f e 4 ; ' h a t " -béi*einer' Lage; .von etwa(.55' iCrad'' ihre ' gröBte Stabilitat!' 'Ab :diesem Punkt wird. dasi ;:-auf richtende ' .Moment '',mit ' gróBer ' werdendem;;; '.Krai
. gungswinkel: wiedei Ideiner, !da^ sich' die i/beidenv Ixite ',der •; Schwer]
i-itierri
;-:;Mit, lOOnGrad /Schfagtógë,; ' liegen.;. Gevvichts- :-und' ,Auf--:, , triebsschwerpunkt. 'der J' '24'..' wieden''' .'tibercinander. ;• Das;¬ ' Boot hat daim keine,Stabilitat-'
mehi. 'Jede weitere Kj-angiing ,bringt;",nun,; das.' vBoot .yon?
selbst zum 'Durchkentern es, ;'sei';denn,,:die erew springtvauf;
den Kiel,' ' • ;': ':•
jjHebélarm? -iwif kt;valsb.-; cht; mehr aufrichterid, 'son-^' dèrn . Icrangend. ';'Das ,'' Boot 'drelit,=weiter;, den.
;;Kiel,:;nachl'--oben,' bis zU: einer, Lagé von 180 Grad. Dahn^ist'\vieder.\ei-' h^;;''|stabile;:vSchwim
reicht,,. allerdings, iübef) Kopf g-j^'
TlM'/'dn'SÏBóntI das/Boot .-"Wieder in 'die' .\VW!p
''normale Schwiriimlage'zu'',be- , • ; ;',kommen, mufl die ^'Crew-,erst '! '• dui-ch;ihi .eigenes zusatzlichesiïi'^'y',' .' Gewicht'; am Kiel -und ruckar-'-; , ;,'tige):JBewegungen;vdieviiegati;;),i'
Ven'HèbelarmévübèrTOridenf;'''• *:,. '
zz
Kurzer Hebei,
schlechle Wirkung
Die Zeichnung vcideutliclu drei Hebelarmkurven von drei Yachten mit untcrscliiedli-chem Verhaltnis yon, Rumpf-tiefe zu Rumpfbrcite Die Charakteristik :.: des'',Spantes (Trapezform) blieb dieselbe.
Eine Hebelarmkurve stellt graphisch diei Stabilitatseigen-' schaften einer Yacht dar.- Da-zu macht' man' für'- mehrere' Krangungswinkei ' übcr dem entsprechenden .Wert auf . der • waagereclitcn Achse ' einen ; Punkt in Höhe dcs Bazugehö-., rigen Hebelarms. Wenn man
diese Punkte miteinander vcr¬ . bindet; erhalt man die Hebcl-' armkurve. Für.Hebcl-'die reine Segel-. leistung ist der Bereich bis 30, „ Grad Krangung entscheidend,-,; ;'. für die.Sicherheit-;die-gesamte;-Kurvc, besonders der Bereich ^. untcrhalb der, waagerechten ' Achsa ' ' - ' ^ ' V ; ,
- -Man isieht,:daO eirt-.'breites' Boot im Anfangsbereich die^ ' steilste'• Kurve-V'hat^ vSo''eine-' Yacht hat also hier .den. liing-sten Hebelarm, also das' grö/3-;.te ;aufrichtende Moment'
ünd.-.damit die grönte.Anfangssta-,; vbilitat. Der'Funkt.'i'der^höch-'--' sten Stabilitat Der'Funkt.'i'der^höch-'--'istDer'Funkt.'i'der^höch-'--' Der'Funkt.'i'der^höch-'--'aber-Der'Funkt.'i'der^höch-'--' auchDer'Funkt.'i'der^höch-'--'^Der'Funkt.'i'der^höch-'--' ^, schnell,: erreicht, ' D e r ! Null-;
• durchgang, also der Punkt an' : dem kein, aufrichtendes • Mo¬
ment melu- vorhanden ist,, ebenso. Für dieses breite Boot'; ist der Bereich negativer He¬ - belarme seln groB, ,das heiBt
-•'also,- die Yacht vcrfUgt über, eine • groOe' ,,Über-Kopf-Stabi-', ;iitat'V^;i'-';'.;-;'^^^.:i''>v^ y\
Das schmale''Schiff'dage-' . gen hat eine geringe
Anfangs-.-stabilitat, aber einen 'spaten Nulldurchgang : bei ''etwa -160 • Grad. Dadurch ist der negati-'
Ve Bereich .sehr; klein.', So ein' j.Schiff wird hur.in'extremsten ' Situationen kentern-.und sich:;'
dann unterstützt'durch;' kleine' Wellcnbewegungen' '^'Kwieder
• aufrichten. • .' -..v-. '"; • Der Sicherheitsbereich von
. abnehmender Stabilitat, Null-durchgang und negativer Sta-'-.bilitat wird .. erst in • extremen ' .Situationen-'tjnteressant.,'.;:" Be-., •
schrankt auf. das tagliche Se- . geln bis zu' Schraglagen von • j30.,Grad ist das schmale.Boot
.-durch die geringe Anfangs'sta-.bilitat.'am labilsten,'' absolut gesehcn aber am sichersten.
Diese bislier geltende Lehr-meinung - sie trifft nacli wie vor auf relativ schmale Schiffe mit hohem Ballastanteil zu -muJ3 nun revidiert oder zumin-dest eingeschrankt werden: In der Kieler Bucht kenterte eine Yacht vom Typ J 24 durch - und blieb kopfüber liegen.
Die J 24 ist ein 7,32 Meter langer und 2,62 Meter breiter Kurzkieler mit flacher Trapez-spantform, 7/8-Rigg ohne Backstagen und kleiner Kajüte für vier Personen. In den USA wird sie viel zum sportlichen Nachmittagssegeln und für kur-ze Dreiecksregatten genutzt. I n Deutschland stuft man das Boot gérne als kleinen Seekreu-zer ein.
Vielleicht ist dies ein Fehler, denn wahrend einer Regatta in der Kieler Bucht passierte es: Der PCieler Rolf Meister und sei-ne Crew segelten mit ihrer J 24 .Fragile" in auffrischenden 7 bis 8 Beaufort mit groBem Vor-sprung vor dem restlichen Feld. Die Crew hatte auf den Spinna-ker verzichtet und die Fock aus-gebaumt.
In einer plötzlichen Bö, die Windstarke 10 erreicht haben soil, lief das Boot aus dem Ru-der und schoB in den Wind. Nun stand die Fock back, nie-mand hatte die Schot rechtzeitig fleren können. Der Winddruck konnte nicht entweichen.
Die „Fragile" krangte so stark, daB der Mast das Wasser berührte Die vollen 10 Wind-starken wirkten jetzt auch auf den breiten, flachen Rumpf. Rigg und Segel tauchten ins Wasser ein und lieBen das Boot „stolpern". Wellen, die nach Schatzung von Crewmitglied Uwe Koek um die eineinhalb Meter hoch waren, unterstütz-ten den Kentervorgang. Die .Fragile" drehte sich weiter um ihre Langsachse. so daB sich die Crew gezwungen sah, das Schiff zu verlassen. Die vier Segler warteten schwimmend in siche-rem Abstand ab, was weiter pas-sieren würde. Das Boot reckte den Kiel immer weiter in den Himmel und schwamm schlieB-lich in einer stabilen Kieloben-Lage (180 Grad Krangung). Es gab kein Anzeichen, daB es sich wieder aufrichten würde.
Die jollenerfahrene Crew • kletterte sodann über die
Au-Benborderhalterung auf das Heek und robbte auf dem
glit-• schigen Unterwasserschiff bis : zum Kiel. Drei Mann ruckten
an der kurzen Ballastflossa Die J 24 kam relativ schnell wieder hoch. Der Mast hing in drei Teilen an Deck. Er mufite sich wahrend der Kenterung in den Grund (Wassertiefe zirka sechs Meter) gebohrt haben. Ei-ne ebenfalls an der Regatta teil-nehmende Crew konnte mit dem Dreivierteltonner ..Tina" die ..Fragile" in den Schilkseer Hafen schleppen. Rolf Meister kam nach dem Ereignis zu der Auffassung, daB die ausge-baumte Fock einen groBen Teil zur Durchkenterung beigetra-gen hat, da der Druck erst ent-weichen konnte. als der Mast schon unter Wasser gedrückt worden war. Er meint. daB das Boot unter Spinnaker nur in die Sonne geschossen ware.
Handelt es sich nun bei der J 24 um eine Fehlkonstruktion? • Dazu Torsten Conradi: .,J 24-Konstrukteur Rod Johnsto-ne wollte kein Seeschiff kon-struieren, sondern hat ein jol-lenahnliches Konzept auf ein geschlossenes Kieiboot übertra-gen. Hohes Geschwindigkeit-spotential, besonders raum-schots. stand höchstwahrschein-lich im Vordergrund. AuBerdem ist die J 24 als Einheitsklasse und damit als Regattaboot ge-dacht. Der Konstrukteur konnte daher davon ausgehen. daB eine J 24 immer mit voller Besatzung gesegeit wird und deswegen mit-einem relativ kleinen, leichten Kiel auskommt, weil das Crew-gewicht auf der Kante der Stabi-litat zugute kommt. Die Spant-form ist ebenfalls nur auf Ge-schwindigkeit und nicht auf Stabilitat in Extremsituationen ausgelegt."
Die geringe Stabilitat ist der deutschen J 24-Klassenvereini-gung bekannt. 21 Schiffe. vor-nehmlich aus den Küstengewas-sern, sind in der K V registriert. Von einer Durchkenterung hier-zulande ist bis auf den ..Fragi-le"-Fall nichts bekannt. Torsten Satz aus Hamburg, Vorsitzen-der Vorsitzen-der Klassenvereinigung: ..Man kann die J 24 nicht als Seeschiff betrachten, das ist mehr ein Küsten-470er."
Dennoch wollten es die J 24-Segler genau wissen. Man traf sich daher im Hamburger Segel-Club an der AuBenalster, um ei-ne J 24 um 90 Grad zu krangen und die aufrichtende Kraft am
Masttopp zu messen. Drei Mann zogen den Mast seitlich zum Steg herunter. Nachdem die J 24 auf der Seite lag, konn-te ein Mann sie bequem in die-ser Stellung festhalten. Die Waage brachte es dann an den Tag: 25 Kilogramm Druck wa-ren dazu nur nötig.
Zum Vprgleich: Die aufrich-tende Kraft am Masttopp einer Monas (7,00 Meter langes, 1.90 Meter breiles, offenes Kieiboot zum sportlichen Einhandsegeln) wurde von uns wahrend eines YACHT-Tests mit immerhin 32 Kilopond gemessen.
Also i§t die J 24 wirklich ein Küsten-470er, der schneller-als' andere kleine Kajütboote ken-tern kann. Bleibt noch das Pro-blem der „Über-Kopf-Stabili-tat", die stabile Schwimmlage nach einer Kenterung um 180 Grad.
Rod Johnstone aus dem ehe-maligen Austragungsort des America's Cup, Newport/Rho-de Island, ist Newport/Rho-der Konstrukteur der erfolgreichen Einheitsklasse. Sein Nachname gab dem Boot das Kürzel J. Johnstone zur YACHT über die Kentereigen-schaften seiner Konstruküon: ,.Es gibt kein Segelboot, das nicht durch bestimmte Kombi-nationen von Wind und Wellen überfordert ware." Weiter meint er, daB die Anzahl solcher Vor-kommnisse zum Glück weniger als 20 (!) in zehn Jahren ware. Johnstone errechnete, daB bei 3000 Booten, die 52mal im Jahr segeln, die Gefahr einer Kente-'rung nur 1:78000 betragen
dürfte
Johnstone behauptet, daB das Problem nicht in der Boots-gröBe liege, sondern im man-gelnden GefahrenbewuBtsein der Eigner. U m es zu starken, schrieb er eine Broschüre mit dem Titel: „How to recover
from a heavy air knockdown"
(sinngemaB: Wie man sich ver¬ halt, wenn das Boot durch Starkwind umgeworfen wurde). In dem Text ist auch ein Vorfall wahrend der nordamerikani-schen J 24-Meisterschaft vor San Franzisko beschrieben. Un-ter Spinnaker kenUn-terte ein Boot durch und sank wahrend des Versuchs der Crew, das Boot wieder aufzurichten. Hinweis in der Broschüre: ,.Niemand hat versucht. auf den Kiel zu sprin-gen, wahrend das Boot
kenter-AuBerdem wird in diesen Fall der Durchkenterung darau hih^gewiesen, daB man nicht ver suchen soil, das Boot wiede aufzurichten. da es sonst wahr scheinlich sinkt,
Sicher ist, daB die J 24 spate stens nach diesen Erfahrungei im Grenzbereich zwischen offe nen Kielbooten wie Soling ode Monas und kleinen Seekreuzen wie die Sprinta Sport angesie delt werden muB.
G r u n d l a g e n f o r s c h u n g : T o r s t e n C o n r a d i
Diplom-Ingenieur Torsten Conra-di (31) 1st Im Institut für Schiffbau der Universitat Hamburg als wissen-schaftlicher Mitarbeiter tatig. Au-Berdem ist er der erste und einzige Dozent in Deutschland, der im Stu-diengang Schiffbau Vorlesungen über das Fach Yachtentwurf halt.
Zu Conradis Aufgaben gehort in Zusammenarbeit mit dem Deut-schen Segler-Verband (DSV) die ;Verbesserung,. von Starboot-Kielen dutch Schlepptankversuche und die Messungen an verschiedenen Se-gelschnitten im Windkanal. Die Er-gebnisse dieser Forschungsarbeiten dienen.' der Grundlagenkenntnis und der Vorbereitung zu den Segel-wettbewerben der Olympischen Sommerspiele 1988 vor Pusan in Korea.
AuBerdem untersucht Torsten Conradi das Widerstandverhalten von Rümpfen, die nach der Interna-tional Offshore Rule (lOR) konstru-iert sind, in der Hamburgischen Schiffbau Versuchsanstalt (HSVA). Conradi arbeitet eng mit den Yacht-Konstrukteuren Friedrich „Fietje" Judel und Rolf Vrolijk zusammen.
Torsten Conradi erlernte das Se-geln frühzeitig im Helgolander Ha-fenbecken in Optimisten-Jollen des örtlichen Segelvereins und duf der Yacht „Esta" seines Voters. 1982 ge-v/ann er mit seinem Entwurf „Sha-dow Fax" einen Konstruktions-Wett-bewerb für Neuneinhalbmeter-Tou-renboote der englischen Segel-Zeitschrift „Yachting World". Er wie-derentdeckte und verbesserte die elliptische Ruderform und setzte sie unter dem Dreivierteltonner „Posi-tron" ein, der mit ihm als Crewmit-glied 1984 vor Kiel die Weltmeister-schaft gewinnen konnte.
Y A C H T 3/88
